Mục lục bài họcĐang ở d06-b2
Inverse Trig Functions and Solving Trig Equations
Why inverses need restricted domains
Sine fails the horizontal line test, so it has no inverse — until we restrict it. The AP conventions are fixed:
- $\arcsin x$: outputs in $\left[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right]$ (quadrants IV and I),
- $\arccos x$: outputs in $[0,\pi]$ (quadrants I and II),
- $\arctan x$: outputs in $\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)$.
Consequence: $\arcsin(\sin x)=x$ only when $x$ already lies in the principal range. Outside it, the calculator quietly returns a different, co-terminal-flavored angle.
The solving workflow
- Isolate one trig function of one argument.
- Find the reference solution with an inverse function (or a known special angle).
- Use unit-circle symmetry to find the second solution in one period: $\sin$ pairs $\theta$ with $\pi-\theta$; $\cos$ pairs $\theta$ with $-\theta$ (i.e. $2\pi-\theta$); $\tan$ needs no second family — its period is already $\pi$.
- Append $+2\pi k$ (or $+\pi k$ for tangent) for the general solution.
- If the argument is $bx$, solve for $bx$ first over an interval $b$ times as long, then divide — a compressed equation has $b$ times as many solutions per window.
Sin không qua nổi phép thử đường ngang nên không có hàm ngược — trừ khi cắt bớt miền. Quy ước cố định: $\arcsin$ trả kết quả trong $\left[-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right]$, $\arccos$ trong $[0,\pi]$, $\arctan$ trong $\left(-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right)$. Hệ quả bị hỏi đi hỏi lại: $\arcsin(\sin x)=x$ chỉ khi $x$ đã nằm trong miền giá trị chính — ngoài đó máy tính lặng lẽ trả về một góc khác.
Quy trình giải phương trình, làm đúng thứ tự là hết bẫy:
- Cô lập một hàm lượng giác của một đối số.
- Tìm nghiệm gốc bằng hàm ngược hoặc góc đặc biệt.
- Dùng đối xứng vòng tròn đơn vị lấy nghiệm thứ hai trong một chu kỳ: sin ghép $\theta$ với $\pi-\theta$; cos ghép $\theta$ với $2\pi-\theta$; tan không cần nghiệm thứ hai vì chu kỳ đã là $\pi$.
- Cộng $+2\pi k$ (riêng tan: $+\pi k$) để ra nghiệm tổng quát.
- Đối số là $bx$? Giải cho $bx$ trên khoảng dài gấp $b$ lần rồi mới chia — phương trình nén cho ra gấp $b$ lần số nghiệm trong cùng cửa sổ.
Giải $2\cos(2x)=-\sqrt{3}$ trên $[0,2\pi)$.
Cô lập: $\cos(2x)=-\frac{\sqrt3}{2}$. Đặt $u=2x$; vì $x\in[0,2\pi)$ nên $u\in[0,4\pi)$ — cửa sổ dài gấp đôi, đây là chỗ quyết định số nghiệm.
Trong một vòng $[0,2\pi)$: $\cos u=-\frac{\sqrt3}{2}$ tại $u=\frac{5\pi}{6}$ và $u=\frac{7\pi}{6}$ (đối xứng $2\pi-\theta$). Trải ra $[0,4\pi)$: thêm $\frac{5\pi}{6}+2\pi=\frac{17\pi}{6}$ và $\frac{7\pi}{6}+2\pi=\frac{19\pi}{6}$.
Chia đôi trở về $x$: $x=\frac{5\pi}{12},\ \frac{7\pi}{12},\ \frac{17\pi}{12},\ \frac{19\pi}{12}$ — đúng $4$ nghiệm, gấp đôi số nghiệm của phương trình không nén.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Trig Equations, Inverses, and Polar Functions gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.